The acceptable impurity concentrations of elements of different atomic number in a burning D,T-fusion plasma have been calculated according to the constraints based on the burn criterion and the simultaneous constraints set by an exhaust criterion describing the need to exhaust the 4He ash from the plasma for stationary burn conditions. The two criteria are described by the energy confinement time tau E and the 4He confinement time tau He, respectively, and acceptable impurity concentrations are dependent on the ratio of these two quantities. Maximum impurity concentrations, where both the burn criterion and exhaust criterion are fulfilled, can be calculated as a function of plasma temperature or 4He concentration for single impurity elements. The limitations to the impurity concentrations are found to be more severe for a ratio of tau He to tau E equal to or larger than 1 and a 4He concentration of 10% than for concentrations obtained in the standard way when the power lost through radiation from the plasma is equal to the 4He fusion power.
燃焼中のD-Tプラズマにおける異なる原子番号の不純物の許容濃度は、燃焼条件に基づく制約と、定常燃焼条件においてプラズマから4He灰を排出する必要性を記述する排気条件によって設定される同時制約に従って計算されている。これら二つの条件は、それぞれエネルギー閉じ込め時間τEと4He閉じ込め時間τHeによって記述され、許容不純物濃度はこれら二つの量の比に依存する。単一の不純物元素について、燃焼条件と排気条件の両方が満たされる最大不純物濃度は、プラズマ温度または4He濃度の関数として計算できる。不純物濃度に対する制約は、τHeとτEの比が1以上であり、4He濃度が10%の場合、プラズマからの放射損失が4He核融合出力に等しい場合に標準的な方法で得られる濃度よりも厳しいことが見出された。